La escasez de agua dulce ha obligado a millones de personas en todo el mundo a consumir agua contaminada. La Organización Mundial de la Salud estima que más de 2 mil millones de personas dependen de suministros de agua considerados insalubres debido a la contaminación fecal. Las consecuencias han sido fatales, con 485,000 muertes anuales por diarrea, una enfermedad transmitida principalmente por el agua.
El agua contaminada con patógenos microbiológicos, como bacterias y virus, facilita la transmisión de enfermedades como la fiebre tifoidea, las infecciones por hongos, el cólera y la amebiasis. El agua de pozo y la extraída de ríos, lagos o estanques es propensa a la contaminación por los vertidos de residuos o los microorganismos presentes en el suelo. Más de 435 millones de personas consumen agua de aguas subterráneas contaminadas, mientras que 144 millones corren el riesgo de contraer enfermedades transmitidas por el agua a causa de aguas superficiales contaminadas.
Sin acceso a agua potable, la existencia humana se ve amenazada. Para evitar más pérdidas de vidas, las organizaciones sanitarias han exigido un tratamiento adecuado del agua y han establecido regulaciones sobre su calidad. La desinfección del agua es una solución fiable contra las enfermedades transmitidas por el agua, ya que procesos clave como la esterilización ultravioleta erradican hasta el 99,91 TP3T de los microbios patógenos.
Además de generar agua potable segura, la desinfección del agua cruda es esencial en aplicaciones industriales y comerciales como la industria farmacéutica, el procesamiento de alimentos y los laboratorios. Para mitigar las repercusiones del agua contaminada en la salud pública y los procesos industriales, industrias como NEWater han desarrollado esterilizadores UV de alta eficacia.
Durante las últimas dos décadas, NEWater ha consolidado su posición como líder mundial en la industria de sistemas de tratamiento de agua. Con más de 9000 plantas de tratamiento de agua estándar y 2000 unidades personalizadas, fabricadas y enviadas localmente e internacionalmente, NEWater continúa liderando la lucha contra la contaminación y la escasez de agua.
¿Qué es un esterilizador UV?
Un esterilizador UV es simplemente un dispositivo que utiliza rayos ultravioleta germicidas para eliminar virus, bacterias y otros microorganismos patógenos del agua cruda. La esterilización por luz ultravioleta es la tecnología de desinfección de agua más eficaz, con un índice de rechazo de impurezas del 99,91 TP3T. En particular, la luz ultravioleta se utiliza en el tratamiento del agua para identificar y destruir los patógenos presentes en el agua cruda.
La esterilización ultravioleta se implementó inicialmente como tecnología de desinfección del agua en la década de 1900. Sin embargo, la cloración era el mecanismo de tratamiento de agua preferido en aquel entonces, lo que impulsó la adopción de la esterilización ultravioleta. No obstante, los recientes avances tecnológicos en radiación ultravioleta han impulsado el uso de la esterilización UV.
A diferencia de la cloración, la esterilización UV no altera el sabor, el olor ni la concentración del agua, ya que no utiliza productos químicos. Los costos operativos se han reducido significativamente y los avances en equipos clave han aumentado la eficacia de los esterilizadores UV.
Actualmente, los esterilizadores UV se utilizan ampliamente en hogares, empresas e industrias. Solo en Europa, existen más de 2000 enormes sistemas de esterilización UV que suministran agua potable a millones de personas. Los esterilizadores UV son particularmente eficaces para eliminar contaminantes microbianos, por lo que son más adecuados para el tratamiento posterior del agua filtrada.
Clasificación de esterilizadores UV.
Los esterilizadores UV se clasifican según su eficacia para eliminar microorganismos indeseados. Cabe destacar que las diferentes clases de sistemas de esterilización ultravioleta no reflejan sus clasificaciones. La clasificación de los esterilizadores UV se basa principalmente en su idoneidad para aplicaciones específicas.
Esterilizadores ultravioleta clase A.
Los esterilizadores UV de clase A están diseñados específicamente para desinfectar agua limpia visible. Destruyen virus, bacterias, quistes de Giardia y ooquistes de Cryptosporidium del agua cruda y no son aptos para el tratamiento de aguas residuales. Además, el umbral de los esterilizadores ultravioleta de clase A es una intensidad y saturación superiores a 40 000 uws/cm².
Esterilizadores ultravioleta clase B.
Los esterilizadores UV de clase B se utilizan principalmente como soluciones de desinfección secundaria para el agua ya tratada. Están diseñados para eliminar bacterias en el agua con niveles mínimos de E. coli y funcionan con una dosis mínima. Su intensidad y umbral de radiación son de al menos 16 000 UW-s/cm².
Componentes de un esterilizador UV.
Los esterilizadores UV típicos constan de cuatro componentes principales. Cada componente desempeña una función diferente, pero igualmente vital, para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de esterilización UV. A continuación, analizamos los componentes principales de un esterilizador UV y su función en la desinfección del agua.
Lámpara ultravioleta.
La lámpara UV es el componente principal de los esterilizadores ultravioleta. Las lámparas UV desinfectan el agua difundiendo la longitud de onda germicida. Existen numerosos tipos de lámparas ultravioleta instaladas en las unidades de esterilización UV.
- UV estándar
- Amalgama UV
- UV de alto rendimiento
Manga de cuarzo.
Se trata simplemente de un tubo de vidrio que cubre la lámpara UV para protegerla del agua. Una funda de cuarzo se caracteriza por su forma alargada y cilíndrica.
Cámara del reactor.
La cámara del reactor es una estructura que alberga los demás componentes de un esterilizador UV, como la lámpara UV, la interfaz de usuario y el manguito de cuarzo. Principalmente, la cámara del reactor está hecha de... materiales de acero inoxidable y pueden tener diferentes tamaños y formas.
Interfaz de control.
La interfaz de control, también conocida como balastro, es un centro de control desde el que se puede modificar la potencia eléctrica de la lámpara UV. Incluye funciones de encendido y apagado automático y, en esencia, determina la intensidad de los rayos UV, lo que influye en la tasa de desinfección del sistema.
¿Cómo funcionan los esterilizadores UV?
En primer lugar, cabe destacar que la esterilización UV no elimina los microorganismos del agua contaminada, sino que los inactiva. La esterilización ultravioleta funciona atacando y destruyendo las células de ADN de los microorganismos presentes en el agua contaminada. Específicamente, los esterilizadores UV inactivan los contaminantes microbianos destruyendo los ácidos nucleicos presentes en el ADN de los microorganismos. El tiempo de exposición del agua a la luz UV (tiempo de exposición) y la intensidad de la longitud de onda influyen significativamente en el índice de desinfección de las unidades de esterilización de agua por luz ultravioleta.
Los organismos reguladores han establecido diferentes umbrales para el tiempo de exposición de los esterilizadores UV, pero normalmente, el tiempo mínimo de exposición en la mayoría de las regiones es de aproximadamente 16 000 µvatios-seg/cm². En NEWater, nuestros esterilizadores de luz ultravioleta cuentan con intensidades de lámpara suficientes, que oscilan entre 30 000 y 50 000 µvatios-seg/cm². Además, incorporamos alarmas de advertencia en nuestros sistemas para avisar a los usuarios de la disminución de la intensidad de la lámpara.
La dosis de luz ultravioleta es el principal factor determinante de la tasa de inactivación de patógenos del esterilizador UV. Dosis más altas optimizan la inactivación de patógenos, mientras que dosis más bajas resultan en tasas de inactivación bajas. Al tratar agua de alta calidad, un esterilizador UV con lámpara de mercurio de baja presión puede inactivar microorganismos patógenos con dosis de radiación de entre 50 y 150 mJ/cm².
Obstáculos para el funcionamiento óptimo de los esterilizadores UV.
Sin un pretratamiento adecuado del agua de alimentación, la intensidad de la lámpara puede deteriorarse rápidamente, lo que obliga a reemplazarla prematuramente. Si la intensidad de la luz no alcanza el umbral germicida, la eficacia del dispositivo de esterilización UV se deteriora.
La desinfección de agua sin tratar puede resultar en índices de inactivación bajos, ya que los elementos disueltos absorben los rayos UV, protegiendo así a los microorganismos de la luz UV. Además, los componentes pueden acumularse en la funda de vidrio, lo que reduce la productividad del esterilizador UV.
Beneficios del uso de esterilizadores UV.
La aplicación de sistemas de esterilización ultravioleta en el tratamiento del agua ha impulsado enormemente los esfuerzos para prevenir enfermedades transmitidas por el agua. El uso de esterilizadores UV domésticos y la incorporación de la desinfección UV en el agua municipal proporcionan agua potable segura y no contaminada a miles de millones de personas en todo el mundo. A continuación, explicamos las diversas ventajas de los esterilizadores UV.
Altas tasas de desinfección.
Las unidades de esterilización ultravioleta son, sin duda, la herramienta de desinfección más eficaz en el tratamiento del agua. Con la intensidad de luz y la dosis de UV adecuadas, los esterilizadores UV pueden inactivar prácticamente todos los microorganismos presentes en el agua cruda. La tasa de desinfección promedio de los esterilizadores ultravioleta es de 99%.
Con las personalizaciones adecuadas, los esterilizadores UV pueden destruir eficazmente los quistes de Giardia y Cryptosporidium. Para un funcionamiento óptimo de los esterilizadores UV, es necesario que el agua de alimentación cumpla con las siguientes especificaciones:
- Sólidos suspendidos: Menos de 10 mg/L.
- Hierro: 0,3 mg/L.
- Manganeso: 0,05 mg/L.
- PH: 6,5 a 9,5.
- Color: Ninguno.
- Dureza del agua: inferior a 7 GPG.
Fácil de mantener.
El funcionamiento y el mantenimiento de un sistema de esterilización UV son muy sencillos. Un mantenimiento adecuado y de calidad es fundamental para una desinfección óptima. La estructura que alberga las lámparas UV es fácil y económica de limpiar, ya que solo se necesita una solución con 0,15% de hidrosulfito de sodio. Alternativamente, se puede limpiar con ácido cítrico. Los sistemas UV de NEWater incorporan limpiadores que facilitan enormemente la limpieza.
Después de realizar el mantenimiento de la unidad de plomería, se recomienda esterilizar todo el sistema con productos químicos como el cloro. Esto elimina el riesgo de que contaminantes externos alteren el proceso y los resultados de la esterilización del agua.
Además, el uso continuo de lámparas UV provoca una disminución gradual de la intensidad. De hecho, la intensidad de la luz puede disminuir en 20% en 100 horas. Sin embargo, pueden mantener una intensidad alta durante las siguientes 1000 horas. Es obligatorio reemplazar las lámparas UV cuando la intensidad no alcanza el rango germicida. Esto se facilita especialmente gracias a los detectores de emisiones, que alertan sobre la disminución de la intensidad de la lámpara.
No altera el sabor ni el olor del agua.
Los esterilizadores ultravioleta tratan el agua inactivando los microbios orgánicos presentes en ella. No utilizan productos químicos que puedan alterar el olor ni el sabor del agua potable. De igual manera, los esterilizadores UV no mejoran el sabor ni el olor del agua potable.
Desperdicio mínimo de agua.
Los esterilizadores UV no generan aguas residuales. Su principio de funcionamiento se basa en la inactivación de microorganismos, lo que significa que no se generan residuos. Además, el proceso de desinfección ultravioleta prácticamente no utiliza productos químicos, eliminando así la posibilidad de generar residuos.
Campos de aplicación de los esterilizadores ultravioleta.
Las aplicaciones de los esterilizadores ultravioleta abarcan todas las industrias que requieren agua purificada de alta calidad. Los contaminantes microbianos en el agua no solo son perjudiciales para la salud humana, sino que también pueden afectar negativamente procesos y productos industriales esenciales.
Para generar agua potable de alta calidad, apta para el consumo humano y diversas aplicaciones industriales, se incorporan esterilizadores UV como sistemas de tratamiento de agua en el punto de entrada y en el punto de uso. A continuación, exploramos las diversas industrias que utilizan esterilizadores UV para generar agua potable libre de microbios.
Empresas farmacéuticas.
La calidad del agua necesaria en diversas aplicaciones farmacéuticas es de la más alta calidad. Esto se debe a que la mayoría de los productos farmacéuticos están destinados al consumo humano y la ingesta de productos contaminados podría tener efectos adversos para la salud. Para obtener el agua farmacéutica de alta calidad necesaria para actividades delicadas como la formulación de fármacos y la dilución de soluciones, las empresas farmacéuticas utilizan esterilizadores UV para inactivar los microbios presentes en el agua corriente.
Hogares.
La Organización Mundial de la Salud y las instituciones de salud pública correspondientes han establecido requisitos para el agua potable segura. Los esterilizadores UV de punto de entrada son muy comunes en los hogares hoy en día, ya que las familias anhelan combatir las enfermedades transmitidas por el agua. Los hogares que se abastecen de agua para beber y cocinar de pozos, ríos o sistemas de suministro municipales pueden asegurarse de tener agua potable segura integrando esterilizadores UV en el sistema de distribución.
Industrias de procesamiento de alimentos.
El agua es un ingrediente esencial en la mayoría de los productos alimenticios y también es el principal agente de limpieza. Sin embargo, el agua corriente común rara vez se puede usar en la mayoría de las aplicaciones de procesamiento de alimentos, debido a su contenido variable de microorganismos. Por ello, las industrias alimentarias han adoptado sistemas de radiación ultravioleta para generar agua de alta calidad.
Recuperación de aguas residuales.
Ante la escasez de agua, diversas industrias han incorporado tecnologías de tratamiento de aguas residuales para facilitar su reutilización y reciclaje. Un tratamiento eficaz implica el uso de diversos sistemas de tratamiento, incluyendo esterilizadores UV en el tratamiento terciario. Idealmente, los esterilizadores ultravioleta se utilizan para purificar el agua tratada mediante sistemas de ósmosis inversa, ultrafiltración o intercambio iónico.
Laboratorios.
El agua con la más mínima concentración de contaminantes microbianos, disueltos y suspendidos puede alterar significativamente los resultados de laboratorio. Para garantizar la precisión de los experimentos, se integran esterilizadores UV en los sistemas de tratamiento de agua de laboratorio para mitigar el riesgo de contaminación microbiana.
Otras aplicaciones de los esterilizadores ultravioleta incluyen la fabricación de cosméticos, la purificación de agua marina y el tratamiento de agua de minería.
El costo de los esterilizadores UV.
Con el paso de los años, los costos de inversión y operación de los sistemas de esterilización UV se han reducido considerablemente. Si bien esto se debe a numerosos factores, la principal causa ha sido el avance en la tecnología de radiación ultravioleta. Actualmente, existen diversos esterilizadores UV con distintas especificaciones, lo que explica la variación en el capital de inversión.
Al buscar un esterilizador UV, encontrará dispositivos con precios diferentes. Esto se debe a que los fabricantes fijan precios diferentes para sus equipos. Además, el tamaño y las capacidades del esterilizador UV se reflejan en el precio. Los costos operativos de los esterilizadores UV abarcan aspectos clave como la mano de obra, el consumo de energía, el mantenimiento y la depreciación.
Consumo de energía.
El consumo de energía de los sistemas de esterilización UV depende del diseño del sistema y de la unidad UV utilizada. La limpieza periódica de las unidades UV es fundamental, ya que mitiga el crecimiento de algas. La desinfección de agua contaminada con unidades ultravioleta de baja presión consume aproximadamente entre 100 y 250 kWh por millón de galones. Por otro lado, las unidades UV de presión media utilizan entre 460 y 560 kWh para esterilizar un millón de galones de agua de alimentación.
Las opciones de voltaje y frecuencia varían según la región, al igual que los sistemas de facturación. Esto explica las diferencias en el gasto de energía entre regiones. Para calcular el consumo de energía esperado de su sistema, multiplique las tarifas de energía por kWh de su región por las tarifas de consumo mencionadas anteriormente.
Mantenimiento y reemplazos.
Las lámparas UV se desgastan con facilidad y requieren reemplazos periódicos. El costo de reemplazo varía considerablemente, siendo las de baja presión más económicas en comparación con las de presión media. La vida útil promedio de las lámparas UV es de un año, pero con un mantenimiento adecuado, pueden durar más. Las lámparas UV de NEWater están diseñadas para una mayor duración y una desinfección continua del agua.
Los cargos adicionales por el mantenimiento de los esterilizadores ultravioleta se relacionan con la limpieza de la carcasa de la lámpara UV. Esta se realiza con soluciones que contienen ácido cítrico al 0,15% o hidrosulfito de sodio, que son considerablemente económicas.
Mano de obra.
En el caso de los sistemas industriales de esterilización UV, la operación puede requerir la supervisión de uno o varios técnicos. La cantidad de personal requerido por un esterilizador UV depende de su tamaño y capacidad de producción. Los costos de mano de obra también pueden variar según la legislación laboral vigente.
Depreciación de equipos.
Prácticamente todos los activos se deprecian con el tiempo. Los esterilizadores ultravioleta también son propensos a la depreciación, pero esto no es motivo de preocupación. La tasa de depreciación de los equipos de esterilización ultravioleta es extremadamente baja. La productividad de los esterilizadores UV, sumada a la durabilidad de los equipos clave, garantiza a los usuarios una rápida recuperación de la inversión.
Ejemplos de esterilizadores UV.
NEWater ha desarrollado numerosos esterilizadores UV basados en las diversas formas de radiación ultravioleta disponibles para el tratamiento del agua. Nuestros esterilizadores UV actuales están diseñados específicamente para aplicaciones industriales y domésticas.
Tipos de esterilizadores UV.
Los esterilizadores UV están especializados para diferentes aplicaciones, de ahí la existencia de distintos dispositivos con distintas especificaciones. Los dos tipos principales de esterilizadores UV fabricados por NEWater son:
- Esterilizadores UV industriales.
- Esterilizadores UV comerciales.
Esterilizadores ultravioleta industriales.
Los esterilizadores UV industriales son sistemas especializados de tratamiento de agua, dotados de diferentes características para adaptarse a diversas aplicaciones industriales. Se utilizan comúnmente para complementar otros sistemas de tratamiento de agua industrial, como unidades de aguas residuales, ósmosis inversa y sistemas de ultrafiltración.
Diversas industrias, como las farmacéuticas, las de procesamiento de alimentos y las cosméticas, requieren agua purificada de alta calidad. Para facilitar el correcto funcionamiento de los procesos industriales, se utilizan esterilizadores UV para erradicar la contaminación microbiana. Las características principales de las unidades industriales de esterilización UV incluyen:
- Caudales de servicio: 2,5 a 310 metros cúbicos por hora (12-1380 GPM).
- Dispositivos de alerta de intensidad de luz.
- Funciones de arranque y parada automáticas.
Esterilizadores UV comerciales.
El uso de agua de alta calidad en empresas comerciales puede variar, pero su importancia es innegable. El uso de esterilizadores UV para aplicaciones comerciales ha aumentado considerablemente en los últimos años. Esto se debe a la contaminación generalizada de las fuentes de agua dulce y a la proliferación de entidades comerciales. El agua esterilizada se utiliza en aplicaciones comerciales como ingrediente o como producto por sí sola, es decir, agua embotellada.
Entidades comerciales como hoteles y complejos turísticos, lavaderos de autos y complejos de oficinas utilizan sistemas de esterilización UV para mejorar la calidad del agua. A continuación, se presentan algunas de las características básicas de los esterilizadores UV comerciales de NEWater.
- Opciones de encendido automático.
- Dispositivos de alerta de intensidad de luz.
- Cámara del reactor.
- Caudal de servicio que varía entre 2 GPM y 80 GPM.
Los ingenieros de NEWater están disponibles para consultas técnicas sobre sistemas de esterilización UV. No dude en realizar una consulta o un pedido.
Factores a considerar al comprar un esterilizador UV.
Antes de comprar un esterilizador UV, es fundamental familiarizarse con los diferentes tipos de esterilizadores UV disponibles. A continuación, analizamos los factores clave que le ayudarán a elegir el esterilizador UV perfecto.
Capacidad.
Las unidades de esterilización UV se fabrican con diversas especificaciones, como su capacidad, para satisfacer las diversas necesidades de los usuarios. En NEWater, fabricamos esterilizadores UV de alta eficiencia para aplicaciones industriales, comerciales y personales.
La característica clave que distingue a los esterilizadores UV industriales de los comerciales es su capacidad. De nuestra amplia gama de esterilizadores UV, puede seleccionar el que mejor se adapte a su aplicación.
Nuestros esterilizadores UV estándar están disponibles en capacidades que van desde 40 GPM hasta 1000 GPM. Además, ofrecemos esterilizadores UV personalizados para garantizar que nuestras soluciones se adapten perfectamente a su proyecto.
Tasa de desinfección.
Existen diferentes sistemas de desinfección ultravioleta diseñados para combatir contaminantes microbianos específicos. Para determinar el esterilizador UV ideal para su aplicación, debe determinar la composición de su agua de alimentación. Esto puede lograrse mediante el análisis de su agua de alimentación por parte de un laboratorio de confianza.
Para inactivar eficazmente los microorganismos Giardia o Cryptosporidium, se necesita un esterilizador UV con una baja dosis de UV de 1 a 10 mJ/cm². Por otro lado, para inactivar agua con una concentración de bacterias entéricas y virus, es esencial un esterilizador UV con una alta dosis de 30 a 150 mJ/cm². Otros factores a considerar incluyen el capital de inversión, el caudal y el tipo de componentes utilizados.
Adquirir su esterilizador UV de NEWater le garantiza calidad, una amplia gama de servicios posventa y la mejor experiencia al cliente. Para ampliar sus conocimientos sobre la desinfección del agua con luz ultravioleta o para solicitar esterilizadores UV, no dude en contactar con NEWater.
Preguntas frecuentes:
¿Es seguro el tratamiento de agua con luz ultravioleta para el agua potable?
Sí. El proceso de esterilización UV destruye el ADN y el ARN de bacterias, virus y patógenos, impidiendo su reproducción. Este proceso no añade químicos ni produce residuos químicos, conservando el sabor y el olor originales del agua potable.
Siempre que el agua entrante tenga baja turbidez, sin sólidos suspendidos significativos y el esterilizador UV sea del tamaño apropiado y esté correctamente mantenido, el agua potable tratada es segura para el consumo directo.
¿Se pueden utilizar esterilizadores UV después de la ósmosis inversa?
Por supuesto. De hecho, el uso de esterilizadores UV después de la ósmosis inversa u otros procesos de filtración es un método de desinfección final muy común.
Si bien los sistemas de ósmosis inversa eliminan la mayoría de los sólidos en suspensión, las sales disueltas, los productos químicos y los microorganismos del agua cruda, no pueden garantizar la eliminación de todos los patógenos, especialmente aquellos que pueden provenir de la contaminación secundaria de los sellos internos o los tanques de almacenamiento. La aplicación de un esterilizador UV después del sistema de filtración garantiza aún más la seguridad microbiológica del agua potable antes de su uso.
¿Los rayos UV eliminan minerales o químicos?
No. Como se mencionó anteriormente, la desinfección UV solo inactiva los microorganismos presentes en el agua; no elimina los minerales, productos químicos ni metales pesados disueltos. Para eliminar estos contaminantes, se requieren otros procesos de tratamiento del agua, como la ósmosis inversa, la filtración con carbón activado o los sistemas de intercambio iónico.
¿Cuánto tiempo tarda la luz UV en desinfectar el agua?
El proceso de desinfección UV es casi instantáneo, inactivando típicamente los microorganismos en fracciones de segundo o pocos segundos. El tiempo de contacto específico depende de la intensidad de la luz UV, el caudal y la calidad del agua. Con un sistema UV correctamente configurado, la desinfección en aplicaciones de tratamiento de agua domésticas y comerciales de pequeño tamaño suele tardar solo entre 1 y 10 segundos. Una mayor dosis de UV y un caudal menor resultan en una desinfección más estable y fiable.
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